基于智能配电房的建设方案研究

基于智能配电房的建设方案研究

李铮

（广东电网有限责任公司潮州供电局广东潮州521000）

摘要：文章介绍配电房的使用现状和智能化配电房的组成，提出整合了数据采集与监视控制系统、安防系统、门禁系统、环境监测系统以及一次设备状态监测管理系统的智能配电房建设方案。

关键词：配电房；智能化；监控；建设方案

1配电房的使用现状

配电房作为电网系统的最末端配置，发挥着着传输和分配电能的重要作用，在城市中配电房是分布最为广泛的电力设施之一，但是就目前的用电管理效果来看，配电房却成为了用电安全管理的薄弱环节。配电房被盗、烧毁、浸水的现象屡见不鲜。这些问题主要是因为传统的人工巡查所引起的，传统的配电房管理都是通过人工巡查和定时检查来完成，这使配电房存在的安全隐患不能及时得到排除，只有发生问题的时候才能够发现。所以对配电房进行智能化升级是未来电网供电的必然趋势，升级后的配电房能够进行智能化管理。可以通过远程控制来完成对用电数据的监测，并且实现数据的预警、查询、监控、预警及综合展示功能，这种配电房的使用不仅提高了供电效率，还极大的保证电网安全。

2智能化配电房的组成

智能化配电房是以智能化电网为基础，通过智能化管理将配电房中的关键技术与信息化传感网络相互连接，在保证电力供应的同时，利用通信手段完成供电信息的交换。在管理过程中，智能化配电房需要网络平台和一体化监控系统作为技术支持。在使用过程中能够为电力客户和电力管理人员提供多样化的用电服务及维护，使电力信息能够形成实时、可视的互动关系，以求提高供电质量和运行安全。智能配电房的自动化系统通常分为两种管理形式，首先是对10kV高压的管理，在这个管理中通过加装电压互感器、动操作机构、电流互感器、辅助接点等完成数据的采集，使电网中的电流、电压、开关分合位等细节联动能够处于一个被实施监控的环节。再通过局域网络进行信息传递，将最有用的信息进行逐级上传，以完成对用电过程的监控。其次是针对380C低压部分，在这一环节中，智能配电房能够完成对线柜的出线、进线、母联单元的智能化控制，将所得信息进行集中上传至数据管理系统中。

3智能配电房总体建设方案

基于我国配电网设备基础和配电网架构的现状，规划建设具有配电自动化水平的主干线路配电房，应充分考虑如下因素：

（1）主干线路配电房应合理分段，有效缩小故障停电范围；

（2）主干线路开关支持远方遥控操作，有效缩短主干线路故障处理时间；

（3）配电房自动化技术要避免系统功能设计单一，自动化系统、安防系统等孤岛建设而使信息不能共享的问题；

（4）配电房自动化设备要具有较高的性价比、较实用的功能，并具有开放的系统集成功能；

（5）要充分考虑运行维护方便，减小设备体积，进行模块化设计，便于具有通信和自动化基础的人员维护管理，从而达到减员增效的目的；

（6）配电房自动化设备要支持设备状态检修的管理要求。

智能配电房建设集配电综合主站、配电网监控32系统、安防系统、门禁系统、环境监测系统、一次设备状态监测管理系统、通信系统和备用电源系统等八大系统功能于一体，系统考虑了智能配电网自动化发展要求，可有效实现配电网自愈和互动，缩短故障处理时间，提高设备运行管理水平。智能配电房主要功能如下：

（1）配电SCADA功能；

（2）支持主干网接地故障监测，主站可以实现故障定位；

（3）支持配网短路故障监测，主站可以实现故障定位；

（4）支持配电房视频监控；

（5）支持配电房门禁管理；

（6）光纤通信主干点可支持其他通信方式接入；

（7）支持配电房环境监测；

（8）支持除湿、风机等设备的智能控制；

（9）支持一次设备状态监测。

4智能配电房具体建设思路

智能配电房建设需考虑智能配电网自动化发展的要求，并能够提高配电网设备使用的生命周期，实现对设备故障的提前预警，快速实现配电网故障定位，缩短故障处理时间，从而提高设备的运行管理水平。

4.1配电综合主站

（1）建设配电SCADA系统。

（2）建设安防、门禁管理系统。

（3）建设环境监测系统。

（4）建设一次设备状态监测管理系统。

4.2自动化通信系统

（1）通信组网采用EPON光纤通信方案。

（2）主干配电房作为光纤通信主干点，可支持其他通信方式接入。

（3）终端支持GPRS通信。

（4）通信支持图像传输。

（5）终端支持RS485，Canbus总线等现场总线，可方便智能传感器的接入和扩展。

（6）终端及主站支持以太网（Ethernet）接入技术，接入IP摄像机。

4.3配电网监控

（1）实现配电网“遥测、遥信、遥控”功能。

（2）实现配电网短路、接地故障监测，可通过主站实现故障定位。

（3）监测10kV线路的负荷电流。

（4）监测配电变压器的负荷。

（5）监测10kV开关状态。

4.4馈线自动化功能

（1）通过主站故障定位实现远方故障隔离功能，大幅缩短故障处理时间。

（2）支持遥控功能，实现非故障段恢复供电，大幅缩短故障停电时间。

（3）实现遥控操作，减少运行人员操作次数，降低运行人员工作强度。

4.5配电房安防功能

（1）采用IP摄像机技术，取消DVR硬盘录像机，大幅降低建设成本，提高系统可靠性，减少维护工作量。

（2）重点实现站房开门时进入人员的拍照上传，远方遥视站房操作人员的操作、设备运行状态，消防报警、水浸报警等异常情况的拍照上传和远方遥视等功能。

（3）IP摄像机通过以太网连接到光网络单元（ONU）设备，采用EPON方案接入到主站；主站

通过特定IP可以直接与摄像头通信，进行视频监视与控制。由于IP摄像头分配了对应的IP地址，当在主站对摄像头进行实时视频监控时，不会影响主站与DTU终端的正常通信。

（4）DTU检测到配电房门开信号、消防报警信号、水浸报警信号时，通过网络向IP摄像头发出抓拍等命令。

4.6配电房环境监控功能

（1）监测站房温度、湿度。

（2）监测站房烟感、水浸等传感器信号。

（3）DTU根据采集到的配电房内温湿度及对应限值，自动控制配电房内的风机和除湿设备。

（4）DTU检测到水浸信号、烟感信号等开关量变化时，产生SOE事件向主站报告。

4.7配电房门禁功能

（1）站房门口可安装感应IC卡读卡器，电子锁采用通电开阴极锁，配合门上的机械锁使用，刷卡后门锁自动打开，设备故障时可用钥匙打开。

（2）门读卡器可记录运行人员巡查站房情况，便于运行管理。

（3）可实时监测站房门的开启状态，当门锁被异常开启时（如外力破坏、门锁故障），终端将实现现场报警（警号报警）并通过通信网络向管理中心传送报警信息。

（4）门禁系统可加强站房运行管理，便于对进入站房安装调试的人员进行有效地管理，区分运行巡查人员和短时安装调试人员的进入权限。

4.8开关柜等一次设备的状态监控功能

（1）监测开关电缆头温度，预防电缆头因接触不良而发热。

（2）监测SF6开关的压力接点信号，上传SF6失压报警信息。

（3）监测配变油温接点信号，上传配变温度越限信息。

（4）监测开关柜内的温度，自动控制开关柜内的加热设备，以防止凝露。

（5）监测开关分合闸次数。通过将开关分合闸辅助接点接入，实现每次开关分合闸动作时，自动统计动作次数。

（6）监测开关分合闸时间。通过计算开关分合闸操作控制接点输出至对应开关分合闸辅助接点返回的时间差，统计开关每次分合闸操作的时间。

（7）监测开关开断电流，通过统计开关分闸操作时的开断电流，建立开关设备电磨损的基础数据。

4.9数据发掘功能

（1）建立包括：温度数据、投运时间、运行负荷、检修记录、事故记录等在内的一次设备运行数据库。

（2）利用一次设备监测历史数据统计，建立一次设备运行状态监测、一次设备故障早期判断及一次设备失效模型。

5结束语

智能配电房通常由两个方面组成。即智能服务部分和配电系统部分，所以作为智能配电房要将服务部分的通信系统进行升级，使其能够满足对信息的智能化收集，并且通过对信息的分析完成智能化操作，所以通信技术是智能配电房发展的基础，要选择合理的通信形式来完成电网配电和系统保护重要环节。

参考文献：

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[2]李同智．灵活互动智能用电的技术内涵及发展方向[J]．电力系统自动化，2012（2）.

[3]张世森．环境监测技术[M]．北京：中国环境科学出版社，2008.

[4]葛佳，周国亮，张晗．智能电网用户侧智能管理系统的设计[J]．中国电力教育，2012（3）.